光合生物制氢光热质传递理论与数值分析
作者：张全国 著
出版时间：2017年版
内容简介
《光合生物制氢光热质传递理论与数值分析》比较全面地概括了光合生物制氢研究过程中常见的工程热物理问题，对光合生物制氢过程、反应器研发、制氢工艺优化过程中存在的能量传输过程、光谱耦合特性、传热传质特性、流场及温度场分布等问题进行了阐述。第1章中详细列举了国内外专家学者对该领域各类问题的研究进展，指出《光合生物制氢光热质传递理论与数值分析》工作开展的重要性。第2章中对环流罐式反应器内的光热传递过程及能量传输特性进行了详细的分析。第3章和第4章是对太阳能光合生物制氢过程中的光谱耦合特性和炯特性进行了研究。第5章列举了影响光合生物制氢系统产热速率的因素，分析了光合生物制氢热效应对光合细菌产氢能力的影响规律。第6章分析了光合生物制氢过程的温度场特性，并对系统内的能流关系和温度场进行了数值分析。第7章对连续制氢过程中的热量变化规律进行了描述。第8章和第9章探讨了生物质多相流光合产氢体系的传质传热特性，并利用数值模拟的方式对多相流产氢体系的流场和温度场进行了数值分析。
《光合生物制氢光热质传递理论与数值分析》可供可再生能源领域相关研究人员和工程技术人员，以及高等院校相关专业的师生参考。
目录
1 绪论
1．1 氢能
1．2 制氢技术的分类及特点
1．2．1 生物制氢技术的特点
1．2．2 生物制氢技术的分类
1．3 光合生物制氢技术的研究
1．3．1 光合生物制氢菌种选育技术
1．3．2 光合生物制氢工艺技术的研究
1．3．3 光合生物制氢原料预处理技术
1．3．4 光合生物制氢光生物反应器的研究
1．4 光合生物制氢过程中的工程热物理问题研究进展
1．4．1 光合生物制氢过程中的热效应
1．4．2 光合生物制氢过程中的传热特性
1．4．3 光合生物制氢过程的传光特性
1．4．4 光合生物制氢过程的传质特性
1．4．5 光合生物制氢过程的能量传输
1．5 光合生物制氢过程工程热物理问题研究的重要性
主要参考文献
2 环流罐式光合生物制氢反应器的能量传输
2．1 环流罐式光合生物制氢反应器热能传输过程研究
2．1．1 反应器内部热能传输过程研究
2．1．2 光合制氢过程中的产热速率
2．1．3 结果与讨论
2．2 环流罐式光合生物制氢反应器光能传输过程研究
2．2．1 环流罐式光合生物制氢反应器光能传输过程分析
2．2．2 结果与讨论
2．3 本章小结
主要参考文献
3 太阳能光合生物制氢系统的光谱耦合特性
3．1 光合产氢细菌的光谱耦合特性研究
3．1．1 光合产氢实验安排
3．1．2 高产菌株形态特征
3．1．3 光合细菌活细胞吸收光谱
3．1．4 不同波段下光合细菌生长特性和产氢特性研究
3．1．5 不同光合细菌产氢能力的研究
3．2 基于猪粪污水的光合生物制氢过程研究
3．2．1 原料浓度对产氢的影响
3．2．2 温度对产氢的影响
3．2．3 pH对产氢的影响
3．2．4 不同PSB初期活性对产氢的影响
3．2．5 以猪粪污水为原料的太阳光光合产氢工艺优化
3．3 本章小结
主要参考文献
4 太阳能光合生物制氢系统的炯分析
4．1 炯分析的技术路线和炯分析模型
4．1．1 ？值的计算
4．1．2 炯损失及炯平衡方程
4．1．3 炯分析模型
4．2 光合生物制氢系统的炯分析计算实例
4．2．1 光合生物制氢系统简介
4．2．2 光合生物制氢系统的运行
4．2．3 系统炯分析计算过程
4．2．4 影响光能转化率的因素
4．2．5 提高光能转化率的方法
4．3 本章小结
主要参考文献
5 光合生物制氢系统的热效应
5．1 光合生物制氢系统热效应的试验安排
5．1．1 热效应分析试验装置
5．1．2 热效应分析主要参数的测定
5．2 影响光合生物制氢系统产热速率的因素分析
5．2．1 初始温度对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．2 光照强度对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．3 接种量对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．4 碳源对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．5 葡萄糖浓度对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．6 葡萄糖接入时间对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．2．7 NH4+浓度对光合细菌产氢系统产热速率的影响
5．3 光合生物制氢热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．1 初始温度热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．2 光照强度热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．3 接种量热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．4 碳源热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．5 葡萄糖浓度热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．6 葡萄糖接入时间热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．3．7 NH4+浓度热效应对光合细菌产氢能力的影响
5．4 热效应对产氢酶活性的影响
5．4．1 初始温度对酶活性的影响
5．4．2 光照强度对酶活性的影响
5．4．3 接种量对酶活性的影响
5．4．4 碳源对酶活性的影响
5．4．5 葡萄糖浓度对酶活性的影响
5．4．6 NH4+浓度对酶活性的影响
5．5 热效应对氢气浓度和光合细菌生长的影响
5．5．1 初始温度对氢气浓度的影响
5．5．2 光照强度对氢气浓度的影响
5．5．3 接种量对氢气浓度的影响
5．5．4 碳源对细菌生长的影响
5．5．5 葡萄糖浓度对细菌生长的影响
5．5．6 NH4+浓度对细菌生长的影响
5．6 本章小结
主要参考文献
6 光合生物制氢过程中的温度场特性研究
6．1 光合生物制氢系统的温度场试验研究
6．1．1 不同初始温度对系统温度变化的影响
6．1．2 光照强度对系统温度变化的影响
6．1．3 光合菌群接种量对系统温度变化的影响
6．1．4 初始pH对系统温度变化的影响
6．1．5 光合菌群的初期活性对系统温度变化的影响
6．1．6 不同光照时间对系统温度变化的影响
6．1．7 光合生物制氢系统温度场特性综合分析
6．2 光合菌群间歇产氢工艺的能流关系研究
6．2．1 间歇产氢过程中的能流关系研究
6．2．2 间歇工艺过程中产氢情况的影响
6．3 光合生物制氢系统温度场的数值分析
6．3．1 光合生物制氢过程瞬态温度场数值分析原理
6．3．2 ANSYS软件与光合生物制氢温度场数值计算方法
6．3．3 光合生物制氢过程温度场数值模拟结果
6．4 本章小结
主要参考文献
7 连续制氢过程中的热量变化规律
7．1 不同产氢基质对产氢过程中温度变化的影响
7．1．1 光合产氢初始阶段的升温过程分析
7．1．2 产氢稳定阶段的温度变化过程分析
7．2 本章小结
主要参考文献
8 生物质多相流光合产氢体系的流变特性
8．1 秸秆类生物质光合产氢体系流动特征及产氢能力
8．1．1 材料与方法
8．1．2 折流式光合产氢反应器特征分析
8．1．3 固体的沉降能力
8．1．4 折流式连续产氢体系黏度和浊度变化
8．1．5 光合产氢反应器内速度分布规律
8．1．6 超微秸秆类生物质光合连续产氢试验研究
8．2 秸秆类生物质光合产氢体系速度场和浓度场数值模拟
8．2．1 控制方程
8．2．2 边界及初始条件
8．2．3 网格划分及求解方法
8．2．4 计算条件及相关假设
8．2．5 速度场数值模拟结果与分析
8．2．6 浓度场数值模拟结果与分析
8．3 本章小结
主要参考文献
9 生物质多相流光合产氢体系的温度场分布特性研究
9．1 生物质多相流光合产氢体系温度场分析方法
9．1．1 生物质多相流光合产氢工艺
9．1．2 光生化反应器的运行
9．1．3 生物质多相流光合产氢系统温度的监控
9．1．4 分析方法
9．2 生物质多相流光合产氢体系温度场分析依据
9．2．1 生物质多相流光合产氢体系温度场分析的机理
9．2．2 温度场数值模拟过程的基本控制方程
9．2．3 生物质多相流光合产氢体系温度场的有限元方法
9．3 生物质多相流光合产氢系统的FLUENT数值模拟
9．3．1 FLUENT软件简介
9．3．2 生物质多相流光合生物制氢体系传热过程的建模
9．3．3 FLUENT相关模型的选择及假设
9．3．4 折流板式光生化反应器内的导热问题基本分析过程
9．4 参数调整对温度场分布的调控
9．4．1 入口流速不同对制氢系统温度场的影响
9．4．2 反应器结构不同对制氢系统温度场的调控
9．4．3 不同反应条件下的产氢验证实验
9．5 本章小结
主要参考文献
